CN207243842U - 用于粉煤快速热解和气化的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用于粉煤快速热解和气化的系统，包括：干燥装置、快速热解炉、气化炉和粗煤气净化装置，干燥装置具有粉煤入口和干燥粉煤出口；快速热解炉内设置有辐射管，具有干燥粉煤入口、热解气出口和半焦出口、连通辐射管的煤气入口和烟气出口，干燥粉煤入口与干燥粉煤出口相连；气化炉具有原料入口、蒸汽入口、粗煤气出口和排渣出口，原料入口与热解气出口和半焦出口相连；粗煤气净化装置具有粗煤气入口和净煤气出口，粗煤气入口与粗煤气出口相连，净煤气出口与煤气入口相连。采用该系统可以将粉煤快速热解与气化技术进行有效耦合，减少半焦冷却、热解气冷却净化等环节，显著提高最终得到煤气的品质。

Description

用于粉煤快速热解和气化的系统

技术领域

本实用新型属于化工领域，具体而言，涉及用于粉煤快速热解和气化的系统。

背景技术

现阶段煤化工领域的工业化生产过程中，气化技术是一种常用的制备煤气的方法，即将低温原料(半焦或煤)和气化剂(氧气和蒸汽)直接加入气化炉进行水煤气反应得到煤气，为了保证气化过程的能够连续进行，反应过程以原料部分燃烧产生热量来满足水煤气反应过程所需的能量。然而，部分原料燃烧产生的二氧化碳会影响煤气的品质，造成气化过程的热效率和冷煤气效率较低。此外，常规的获取中热值煤气的气化工艺需要纯氧作为气化剂进行纯氧气化，制氧站投资大并且运行起来需要消耗大量的电能，运行费用很高。因此，制备煤气的工艺有待进一步研究。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出用于粉煤快速热解和气化的系统，通过采用该系统可以将粉煤快速热解与气化技术进行有效耦合，由此，不仅可以减少粉煤快速热解和气化工艺中间的半焦冷却、热解气冷却净化等环节，还可以显著提高最终得到煤气的品质，进而使耦合工艺的热效率和冷煤气效率也得到显著提高。

本实用新型是基于解决以下问题提出的：1)快速热解产生的半焦带有大量的显热，固体显热的回收和利用非常困难，并且效率很低，投资大；2)快速热解产生的热解气含有少量的焦油，造成气体余热无法回收，只能浪费掉，冷却过程需要消耗大量的水和动力；3) 快速热解产生的热解气冷却净化过程会产生大量的含油废水，处理费用极高，一直是煤化工行业的处理难题。4)常规的获取中热值煤气的气化工艺需要纯氧作为气化剂进行纯氧气化，制氧站投资大并且运行起来需要消耗大量的电能，运行费用很高；5)常规的气化过程是将原料部分燃烧产生气化过程所需要的热量，保证气化过程的能够连续进行，部分燃烧的燃料变成二氧化碳，造成气化过程的热效率和冷煤气效率较低；6)热解产生的煤气含油且热值较高，气化产生的煤气不含油且热值较低，因此两种工艺产生的煤气必须单独进行处理，这样快速热解和气化都需要独立建立一套煤气净化系统，整个系统变得复杂，厂区占地和投资大大增加。而快速热解技术和气化技术是相互独立的工艺技术，现阶段煤化工领域的工业化生产过程中，虽然有些工业化过程将热解产生的半焦作为气化的原料，但是两种工艺是作为独立的工艺单元进行设置的，并没有进行有效耦合。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种用于粉煤快速热解和气化的系统，包括：

干燥装置，所述干燥装置具有粉煤入口和干燥粉煤出口；

快速热解炉，所述快速热解炉内设置有辐射管，所述快速解炉具有干燥粉煤入口、热解气出口及半焦出口、连通所述辐射管的煤气入口和烟气出口，所述干燥粉煤入口与所述干燥粉煤出口相连；

气化炉，所述气化炉具有原料入口、蒸汽入口、粗煤气出口和排渣出口，所述原料入口与所述热解气出口和所述半焦出口相连；

粗煤气净化装置，所述粗煤气净化装置具有粗煤气入口和净煤气出口，所述粗煤气入口与所述粗煤气出口相连，所述净煤气出口与所述煤气入口相连。

通过利用本实用新型实施例的用于粉煤快速热解和气化的系统，可以实现粉煤快速热解与气化技术进行有效耦合，即将快速热解炉产生的热解气和半焦直接输送到气化炉进行水煤气反应，并对产生的粗煤气进行净化，最终得到净煤气，实现粉煤向中高热值煤气的转化。整个工艺过程将煤粉全部转化成煤气，其中利用快速热解产生高温半焦和热解气携带的显热可以确保水煤气反应过程的顺利进行，而且不需要原料部分燃烧来额外提供热能。由此，既省去了高温半焦冷却系统和热解气净化系统，又有效利用了高温半焦和热解气自身的显热，避免原料部分燃烧产生二氧化碳，进而显著提高净煤气品质，使整个工艺过程具有很高的热效率和冷煤气效率。

另外，根据本实用新型上述实施例的用于粉煤快速热解和气化的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本实用新型中，所述粗煤气净化装置包括依次相连的旋风除尘器、布袋除尘器、冷却器、加压器、脱硫设备。由此，可以进一步提高净煤气的品质。

在本实用新型中，用于粉煤快速热解和气化的系统进一步包括：蒸汽发生器，所述蒸汽发生器设置在所述旋风除尘器和所述布袋除尘器之间，所述蒸汽发生器适于利用所述粗煤气的热能制备蒸汽，且所述蒸汽发生器的蒸汽出口与所述蒸汽入口相连。由此，可以有效利用粗煤气携带的热量制备蒸汽，提高能源的利用率。

在本实用新型中，用于粉煤快速热解和气化的系统进一步包括：蒸汽预热器，所述蒸汽预热器设置在所述旋风除尘器和所述蒸汽发生器之间，所述蒸汽预热器适于利用所述粗煤气的热能对通入所述气化炉内的蒸汽进行预热。由此，可以有效利用粗煤气携带的热量对蒸汽进行预热，满足气化过程的需要，并进一步提高粗煤气携带的热量的利用率。

在本实用新型中，用于粉煤快速热解和气化的系统进一步包括：所述蒸汽发生器的蒸汽出口与所述干燥装置相连，对粉煤进行间接外热式干燥。由此，可以利用蒸汽携带的热量对粉煤进行干燥，进一步提高能源的利用率。

在本实用新型中，用于粉煤快速热解和气化的系统进一步包括：所述旋风除尘器和所述布袋除尘器的排尘口与所述气化炉相连。由此，可以将收集到的粉尘送回气化炉反复参与气化反应，直至半焦中的碳完全反应。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的用于粉煤快速热解和气化的系统的结构示意图。

图2是根据本实用新型又一个实施例的用于粉煤快速热解和气化的系统的结构示意图。

图3是利用本实用新型一个实施例的用于粉煤快速热解和气化的系统处理粉煤的方法流程图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种用于粉煤快速热解和气化的系统，如图1所示，包括：干燥装置100、快速热解炉200、气化炉300和粗煤气净化装置400。

其中，干燥装置100具有粉煤入口110和干燥粉煤出口120；快速热解炉200内设置有辐射管210，且具有干燥粉煤入口220、热解气出口230和半焦出口240、连通辐射管210 的煤气入口211和烟气出口212，干燥粉煤入口220与干燥粉煤出口120相连；气化炉300 具有原料入口310、蒸汽入口320、粗煤气出口330和排渣出口340，原料入口310与热解气出口230和半焦出口240相连；粗煤气净化装置400具有粗煤气入口410和净煤气出口 420，粗煤气入口410与粗煤气出口330相连，净煤气出口420与煤气入口110相连。

通过利用本实用新型实施例的用于粉煤快速热解和气化的系统，可以实现粉煤快速热解与气化技术进行有效耦合，即将快速热解炉200产生的热解气和半焦直接输送到气化炉 300进行水煤气反应，并对产生的粗煤气进行净化，最终得到净煤气，实现粉煤向中高热值煤气的转化。整个工艺过程不产生半焦，快速热解产生高温半焦和热解气携带的显热可以确保水煤气反应过程的顺利进行，且不需要原料部分燃烧来额外提供热能。由此，既省去了高温半焦冷却系统和热解气净化系统，又有效利用了高温半焦和热解气自身的显热，避免原料部分燃烧产生二氧化碳影响，进而显著提高净煤气品质，使整个工艺过程具有很高的热效率和冷煤气效率。

下面参考图1-2对本实用新型上述实施例的用于粉煤快速热解和气化的系统进行详细描述。

干燥装置100

根据本实用新型的实施例，干燥装置100具有粉煤入口110和干燥粉煤出口120，且适于对粉煤进行干燥处理，以便得到干燥粉煤。

根据本实用新型的具体实施例，本实用新型中可以利用干燥装置100对粉煤进行直接接触干燥或间接接触干燥，使粉煤中的水分含量不高于15重量％。由此，可以有效加速粉煤的热解过程。根据本实用新型的具体示例，本实用新型中可以利用蒸汽对粉煤进行间接加热，由此，可以进一步提高粉煤干燥处理的效率，进而有效加速粉煤的热解过程。

快速热解炉200

根据本实用新型的实施例，快速热解炉200内设置有辐射管210，且具有干燥粉煤入口 220、热解气出口230和半焦出口240、连通辐射管210的煤气入口211和烟气出口212，干燥粉煤入口220与干燥粉煤出口120相连，快速热解炉200适于对干燥粉煤进行快速热解处理。

根据本实用新型的实施例，快速热解炉200采用辐射管210对粉煤和炉内的空气进行加热，可以使粉煤在热解炉200内快速升温至600-1000摄氏度，并进行快速热解产生半焦和热解气。根据本实用新型的具体实施例，本实用新型中快速热解炉200可以利用净化煤气在辐射管210内燃烧对粉煤进行加热，使粉煤快速升温至900-950摄氏度，由此，可以进一步提高粉煤快速热解的效率，并使煤气燃烧产生的烟气外排，提高热解气的品质。

根据本实用新型的具体实施例，干燥粉煤在快速热解炉200内利用蓄热式辐射管210 提供的热量进行热解处理，热解处理的时间为1-5s。由此，可以使干燥粉煤充分热解。根据本实用新型的具体实施例，蓄热式辐射管210排出的烟气的温度为120-250摄氏度。

气化炉300

根据本实用新型的实施例，气化炉300具有原料入口310、蒸汽入口320、粗煤气出口 330和排渣出口340，原料入口310与热解气出口230和半焦出口240相连，气化炉300适于对原料进行气化反应，以便得到粗煤气。

发明人发现，可以利用气化炉300直接对快速热解炉200产生的高温半焦和热解气进行气化反应。一方面，将快速热解产生高温半焦和热解气直接输送至气化炉300与蒸汽进行水煤气反应，不仅可以有效制备得到粗煤气，还可以利用高温半焦和热解气携带的显热为气化炉300提供气化反应所需的热环境，无需再借助燃料燃烧为气化过程提供热量，进而在保证水煤气反应顺利进行的基础上还能进一步提高粗煤气的品质。另一方面，热解气中含有焦油和大量粉尘，本实用新型中通过将热解气通入气化炉300内，可以使热解气所携带的部分焦油在气化炉300内和水蒸气进一步发生水解反应，产生不含焦油的气化粗煤气，进而使后续粗煤气净化处理过程不产生含油焦化废水；此外，还可以省去高温半焦冷却系统、热解气净化及冷却系统，进而可以降低生产投资费用和系统的占地面积。由此，本实用新型中通过利用气化炉300直接对快速热解炉200产生的高温半焦和热解气进行气化反应，可以使快速热解工艺和气化工艺得到有效耦合并制备得到品质更高的粗煤气，不仅简化了生产工艺，还能使整个工艺过程的热效率和冷煤气效率得到显著提高，使热效率和冷煤气效率分别达到95％和80％以上。

根据本实用新型的具体实施例，可以对用于气化炉300的蒸汽进行预热处理，使蒸汽的温度升高至700-900摄氏度。由此，可以进一步提高气化炉300内气化反应的效率。根据本实用新型的具体示例，可以将对蒸汽进行预热处理，使蒸汽的温度升高至750-900摄氏度。由此，可以进一步提高气化炉300内气化反应的效率。

根据本实用新型的具体实施例，气化炉300可以采用鼓泡式循环流化床。由此，可以进一步提高气化炉300内气化反应的效率。

根据本实用新型的具体实施例，可以在气化炉300底部设置分布板或蒸汽喷嘴，使蒸汽通过分布板或蒸汽喷嘴从气化炉300底部进入。由此，可以使蒸汽与炽热的半焦充分接触，进而可以进一步提高气化炉300内气化反应的效率。

粗煤气净化装置400

根据本实用新型的实施例，粗煤气净化装置400可以包括依次相连的旋风除尘器430、布袋除尘器440、冷却器450、加压器460和脱硫设备470。粗煤气净化装置400适于对粗煤气进行除尘、冷却和脱硫处理，以便进一步提高净煤气的品质。

根据本实用新型的具体实施例，旋风除尘器430适于对气化反应产生的粗煤气进行初步除尘。具体地，将气化炉300输出的粗煤气通入旋风除尘器430进行高温旋风分离，使粗煤气携带的大部分粉尘被分离出来。由此，可以对粗煤气进行初步净化。根据本实用新型的具体实施例，旋风除尘器430的排尘口可以与气化炉300相连。由此，可以将旋风除尘器430收集到的粉尘送回气化炉300反复参与气化反应，直至粉尘中的半焦完全反应，从而进一步提高粉煤的转化率。

根据本实用新型的具体实施例，布袋除尘器440适于对经过旋风除尘器430初步净化的粗煤气进行进一步除尘。由此，可以对粗煤气进行进一步净化。根据本实用新型的具体实施例，布袋除尘器440的排尘口可以与气化炉300相连。由此，可以将布袋除尘器440 收集到的粉尘送回气化炉300反复参与气化反应，直至粉尘中的半焦完全反应，从而进一步将粉煤中碳的转化率提高至95％以上。

根据本实用新型的具体实施例，冷却器450适于对除尘后的粗煤气进行冷却处理。根据本实用新型的具体实施例，加压器460适于对冷却后的粗煤气进行加压处理。由此，可以为煤气输送提供动力。根据本实用新型的具体实施例，脱硫设备470适于对加压后的粗煤气进行脱硫处理，以便除去粗煤气中的硫化氢气体，进而得到净煤气。

根据本实用新型的具体实施例，可以将最终得到净煤气的一部分作为热源通入蒸汽快速热解炉200的辐射管210内作为快速热解炉200的热源。通过采用本系统最终制备得到的净煤气品质较高，由此，将净煤气用作快速热解炉200的热源可以进一步提高快速热解的效率。根据本实用新型的具体实施例，本实用新型中只需10-15体积％的净煤气作为速热解炉200的热源即可保证粉煤快速热解反应的顺利进行，剩余部分的净煤气可用于发电或化工合成等。

蒸汽发生器500

根据本实用新型的具体实施例，参考图2，用于粉煤快速热解和气化的系统可以进一步包括：蒸汽发生器500。蒸汽发生器500可以设置在旋风除尘器430和布袋除尘器440之间，蒸汽发生器500适于利用粗煤气的热能制备蒸汽，且蒸汽发生器500的蒸汽出口510 与蒸汽入口320相连。由此，可以有效利用粗煤气携带的热量制备蒸汽，并对粗煤气进行有效冷却，实现热能的回收利用，提高能源利用率并降低生产成本。

根据本实用新型的具体实施例，可以将经过旋风除尘器430初步除尘的粗煤气通入蒸汽发生器500中，利用粗煤气携带的热量制备蒸汽，可以有效制备得到蒸汽并用于气化反应。同时实现粗煤气的有效冷却，进而使进入袋式除尘器420的粗煤气温度降低至160摄氏度左右，实现热能的回收利用，提高能源利用率并降低生产成本。

根据本实用新型的具体实施例，蒸汽发生器500的蒸汽出口510可以进一步与干燥装置100相连。由此，可以将利用粗煤气携带的热量制备的蒸汽的一部分作为粉煤干燥的热源，对粉煤进行间接外热式干燥，由此，可以进一步提高能源利用率并降低生产成本。

蒸汽预热器600

根据本实用新型的具体实施例，参考图2，用于粉煤快速热解和气化的系统可以进一步包括：蒸汽预热器600。蒸汽预热器600可以设置在旋风除尘器430和蒸汽发生器500之间，蒸汽预热器600适于利用粗煤气的热能对通入气化炉300之前的蒸汽进行预热。由此，可以有效利用粗煤气携带的热量对蒸汽进行预热，使蒸汽的温度最高可达到700-900摄氏度，不仅可以满足气化过程的需要，显著提高气化反应速率，还能进一步提高粗煤气携带的热量的利用率。

根据本实用新型的具体实施例，可以首先将经过旋风除尘器430初步除尘后的高温粗煤气通入蒸汽预热器600并对通入气化炉300之前的蒸汽进行预热，使高温粗煤气与蒸汽进行有效换热。根据本实用新型的具体实施例，通过换热，可以使蒸汽的温度达到400-900 摄氏度，更优地，可以达到700-900摄氏度，而高温粗煤气则被初步冷却至400-600摄氏度，由此实现对高温粗煤气携带热量的初步回收利用。然后将经过蒸汽预热器600初步冷却的粗煤气通入蒸汽发生器500制备蒸汽，实现对高温粗煤气携带热量的进一步回收利用。由此，进一步提高对高温粗煤气携带热量的利用效率。根据本实用新型的具体示例，经过蒸汽预热器600预热的蒸汽温度可以达到750-900摄氏度。由此，可以进一步提高气化反应的速率。

由此，通过利用本实用新型上述实施例的用于粉煤快速热解和气化的系统，至少具有以下几个优点：

(1)粉煤快速热解和气化耦合工艺的热效率可以高达95％以上。本实用新型中通过将快速热解与气化的工艺耦合，可以将两种工艺的中间过程产生的大量余热进行有效相互的利用，实现系统的自热平衡，热效率得到显著提高。

(2)冷煤气效率可以达到80％以上，并且净煤气品质得到大大提高。煤炭通过快速热解与气化两次工艺过程，实现了粉煤向中高热值煤气(3500-4000千卡)的转化。

(3)工艺过程简化。通过快速热解与气化的工艺耦合，省去了半焦冷却系统、热解气冷却处理净化处理系统以及为向气化炉内部分原料燃烧提供氧气的氧气制备系统。

(4)降低投资、节省运行费用、减少占地面积。工艺过程简化后，省去了半焦冷却系统、热解气冷却处理净化处理系统以及氧气制备系统，使整个系统的投资、运行费用以及占地面积都大大减少。

(5)环保效益显著。快速热解与气化的工艺耦合系统减少了很多中间环节，从而减少了中间环节运行过程产生大量的污染物，例如热解气冷却过程产生的含油焦化废水、半焦冷却过程中产生的粉尘等等。

为了方便理解本实用新型上述实施例的用于粉煤快速热解和气化的系统，下面对利用该用于粉煤快速热解和气化的系统处理粉煤的方法进行详细描述。

根据本实用新型的实施例，利用上述用于粉煤快速热解和气化的系统处理粉煤的方法，包括：

将粉煤在干燥装置内进行干燥处理，以便得到干燥粉煤；将所述干燥粉煤输送至快速热解炉200内进行快速热解处理，以便得到热解气和半焦；将所述热解气和半焦输送至气化炉300内与蒸汽进行气化反应，以便得到粗煤气；利用粗煤气净化装置400对所述粗煤气进行净化处理，以便得到净煤气；将所述净煤气的一部分作为热源通入所述快速热解炉200的辐射管内。

根据本实用新型上述实施例利用用于粉煤快速热解和气化的系统处理粉煤的方法，可以将粉煤快速热解与气化技术进行有效耦合，并有效制备得到净煤气，实现粉煤向中高热值煤气的转化。具体地，将干燥粉煤热解产生的热解气和高温半焦直接送至气化炉300内与蒸汽进行气化反应得到粗煤气，并对粗煤气进行净化，得到净煤气。由此，既省去了高温半焦冷却系统和热解气净化系统，又有效利用了高温半焦和热解气自身的显热，避免原料部分燃烧产生二氧化碳影响，进而显著提高净煤气品质，使整个工艺过程具有很高的热效率和冷煤气效率。此外，将净煤气的一部分作为热源通入所述快速热解炉200的辐射管内还可以有效降低生产成本。

下面参考图3对本实用新型上述实施例的利用用于粉煤快速热解和气化的系统处理粉煤的方法进行详细描述。

粉煤干燥处理

根据本实用新型的实施例，将粉煤在干燥装置100内进行干燥处理，以便得到干燥粉煤。由此，可以有效提高后续粉煤热解处理的效率。

根据本实用新型的具体实施例，本实用新型中可以利用干燥装置100对粉煤进行直接接触干燥或间接接触干燥，使粉煤中的水分含量不高于15重量％。由此，可以有效加速粉煤的热解过程。根据本实用新型的具体示例，本实用新型中可以利用蒸汽对粉煤进行间接加热，由此，可以进一步提高粉煤干燥处理的效率，进而有效加速粉煤的热解过程。

快速热解处理

根据本实用新型的实施例，将干燥粉煤输送至快速热解炉200内进行快速热解处理，以便得到热解气和半焦。

根据本实用新型的实施例，快速热解处理可以利用快速热解炉200设置的辐射管210 对粉煤和炉内的空气进行加热，使粉煤在热解炉200内快速升温至600-1000摄氏度，并进行快速热解产生半焦和热解气。

根据本实用新型的具体实施例，快速热解处理可以利用净化煤气在辐射管210内燃烧对粉煤进行加热，使粉煤快速升温至900-950摄氏度，由此，可以进一步提高粉煤快速热解的效率，并使煤气燃烧产生的烟气外排，提高热解气的品质。

根据本实用新型的具体实施例，干燥粉煤在快速热解炉200内利用蓄热式辐射管210 提供的热量进行热解处理，热解处理的时间为1-5s。由此，可以使干燥粉煤充分热解。根据本实用新型的具体实施例，蓄热式辐射管210排出的烟气的温度为120-250摄氏度。

气化反应制备粗煤气

根据本实用新型的实施例，将热解气和半焦输送至气化炉300内与蒸汽进行气化反应，以便得到粗煤气。

发明人发现，可以利用气化炉300直接对快速热解炉200产生的高温半焦和热解气进行气化反应。一方面，将快速热解产生高温半焦和热解气直接输送至气化炉300与蒸汽进行水煤气反应，不仅可以有效制备得到粗煤气，还可以利用高温半焦和热解气携带的显热为气化炉300提供气化反应所需的热环境，无需再借助燃料燃烧为气化过程提供热量，进而在保证水煤气反应顺利进行的基础上还能进一步提高粗煤气的品质。另一方面，热解气中含有焦油和大量粉尘，本实用新型中通过将热解气通入气化炉300内，可以使热解气所携带的部分焦油在气化炉300内和水蒸气进一步发生水解反应，产生不含焦油的气化粗煤气，进而使后续粗煤气净化处理过程不产生含油焦化废水；此外，还可以省去高温半焦冷却系统、热解气净化及冷却系统，进而可以降低生产投资费用和系统的占地面积。由此，本实用新型中通过利用气化炉300直接对快速热解炉200产生的高温半焦和热解气进行气化反应，可以使快速热解工艺和气化工艺得到有效耦合并制备得到品质更高的粗煤气，不仅简化了生产工艺，还能使整个工艺过程的热效率和冷煤气效率得到显著提高，使热效率和冷煤气效率分别达到95％和80％以上。

根据本实用新型的具体实施例，可以对用于气化炉300的蒸汽进行预热处理，使蒸汽的温度升高至700-900摄氏度。由此，可以进一步提高气化炉300内气化反应的效率。根据本实用新型的具体示例，可以将对蒸汽进行预热处理，使蒸汽的温度升高至750-900摄氏度。由此，可以进一步提高气化炉300内气化反应的效率。

根据本实用新型的具体实施例，气化炉300可以采用鼓泡式循环流化床。由此，可以进一步提高气化炉300内气化反应的效率。

根据本实用新型的具体实施例，可以通过在气化炉300底部设置分布板或蒸汽喷嘴，使蒸汽通过分布板或蒸汽喷嘴气化炉300中。由此，可以使蒸汽与炽热的半焦充分接触，进而可以进一步提高气化炉300内气化反应的效率。

粗煤气净化处理

根据本实用新型的实施例，利用粗煤气净化装置400对所述粗煤气进行净化处理，以便得到净煤气。由此，可以对粗煤气进行除尘、冷却和脱硫处理，以便进一步提高净煤气的品质。

根据本实用新型的具体实施例，本实用新型中可以利用旋风除尘器430对气化反应产生的粗煤气进行初步除尘。具体地，将气化炉300输出的粗煤气通入旋风除尘器430进行高温旋风分离，使粗煤气携带的大部分粉尘被分离出来。由此，可以对粗煤气进行初步净化。根据本实用新型的具体实施例，本实用新型中可以将旋风除尘器430收集到的粉尘送回气化炉300反复参与气化反应，直至粉尘中的半焦完全反应，进一步提高粉煤的转化率。

根据本实用新型的具体实施例，本实用新型中可以利用布袋除尘器440对经过旋风除尘器430初步净化的粗煤气进行进一步除尘。由此，可以对粗煤气进行进一步净化。根据本实用新型的具体实施例，本实用新型中可以将布袋除尘器440收集到的粉尘送回气化炉 300反复参与气化反应，直至粉尘中的半焦完全反应，从而进一步将粉煤中碳的转化率提高至95％以上。

根据本实用新型的具体实施例，本实用新型中可以利用冷却器450对除尘后的粗煤气进行冷却处理。根据本实用新型的具体实施例，本实用新型中可以利用加压器460对冷却后的粗煤气进行加压处理。由此，可以为煤气输送提供动力。根据本实用新型的具体实施例，本实用新型中可以利用脱硫设备470对加压后的粗煤气进行脱硫处理，以便除去粗煤气中的硫化氢气体，进而得到净煤气。

根据本实用新型的具体实施例，可以将最终得到净煤气的一部分作为热源通入蒸汽快速热解炉200的辐射管内作为快速热解炉200的热源。通过采用本系统最终制备得到的净煤气品质较高，由此，将净煤气用作快速热解炉200的热源可以进一步提高快速热解的效率。根据本实用新型的具体实施例，本实用新型中只需10-15体积％的净煤气作为速热解炉200的热源即可保证粉煤快速热解反应的顺利进行，剩余部分的净煤气可用于发电或化工合成等。

根据本实用新型的具体实施例，可以利用粗煤气携带的热能制备蒸汽，具体地，可以在旋风除尘器430和布袋除尘器440之间设置蒸汽发生器500，将经过旋风除尘器430初步除尘的粗煤气通入蒸汽发生器500中，利用粗煤气携带的热量制备蒸汽有效制备得到蒸汽，同时实现粗煤气的有效冷却，进而使进入袋式除尘器420的粗煤气温度降低至160摄氏度左右，实现热能的回收利用，提高能源利用率并降低生产成本。

制备蒸汽

根据本实用新型的实施例，利用用于粉煤快速热解和气化的系统处理粉煤的方法可以进一步包括：通过蒸汽发生器500实现利用粗煤气携带的热量制备蒸汽。由此，可以有效利用粗煤气携带的热量制备蒸汽，并对粗煤气进行有效冷却，实现热能的回收利用，提高能源利用率并降低生产成本。

根据本实用新型的具体实施例，蒸汽发生器500可以设置在旋风除尘器430和布袋除尘器440之间，由此，可以将经过旋风除尘器430初步除尘的粗煤气通入蒸汽发生器500中，利用粗煤气携带的热量制备蒸汽，有效制备得到蒸汽并用于气化反应，同时实现粗煤气的有效冷却，进而使进入袋式除尘器420的粗煤气温度降低至160摄氏度左右，实现热能的回收利用，提高能源利用率并降低生产成本。

根据本实用新型的具体实施例，可以将利用粗煤气携带的热量制备的蒸汽的一部分作为粉煤干燥的热源，对粉煤进行间接外热式干燥，由此，可以进一步提高能源利用率并降低生产成本。

蒸汽预热

根据本实用新型的实施例，利用用于粉煤快速热解和气化的系统处理粉煤的方法可以进一步包括：利用粗煤气的热能在蒸汽预热器600内对欲通入气化炉之前的蒸汽进行预热。由此，可以有效利用粗煤气携带的热量对蒸汽进行预热，满足气化过程的需要，并进一步提高粗煤气携带的热量的利用率。

根据本实用新型的具体实施例，蒸汽预热器600可以设置在旋风除尘器430和蒸汽发生器500之间。由此，可以首先将经过旋风除尘器430初步除尘后的高温粗煤气通入蒸汽预热器600并对通入气化炉300之前的蒸汽进行预热，使高温粗煤气与蒸汽进行有效换热。根据本实用新型的具体实施例，通过换热，可以使蒸汽的温度达到400-900摄氏度，更优地，可以达到700-900摄氏度，而高温粗煤气则被初步冷却至400-600摄氏度，由此实现对高温粗煤气携带热量的初步回收利用。然后将经过蒸汽预热器600初步冷却的粗煤气通入蒸汽发生器500制备蒸汽，实现对高温粗煤气携带热量的进一步回收利用。由此，进一步提高对高温粗煤气携带热量的利用效率。

根据本实用新型的具体示例，经过蒸汽预热器600预热的蒸汽温度可以达到750-900 摄氏度。由此，不仅可以满足气化过程的需要，显著提高气化反应速率，还能进一步提高粗煤气携带的热量的利用率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种用于粉煤快速热解和气化的系统，其特征在于，包括：

干燥装置，所述干燥装置具有粉煤入口和干燥粉煤出口；

快速热解炉，所述快速热解炉内设置有辐射管，所述快速热解炉具有干燥粉煤入口、热解气出口和半焦出口、连通所述辐射管的煤气入口和烟气出口，所述干燥粉煤入口与所述干燥粉煤出口相连；

气化炉，所述气化炉具有原料入口、蒸汽入口、粗煤气出口和排渣出口，所述原料入口与所述热解气出口和所述半焦出口相连；

粗煤气净化装置，所述粗煤气净化装置具有粗煤气入口和净煤气出口，所述粗煤气入口与所述粗煤气出口相连，所述净煤气出口与所述煤气入口相连。

2.根据权利要求1所述的用于粉煤快速热解和气化的系统，其特征在于，所述粗煤气净化装置包括依次相连的旋风除尘器、布袋除尘器、冷却器、加压器、脱硫设备。

3.根据权利要求2所述的用于粉煤快速热解和气化的系统，其特征在于，进一步包括：

蒸汽发生器，所述蒸汽发生器设置在所述旋风除尘器和所述布袋除尘器之间，所述蒸汽发生器适于利用所述粗煤气的热能制备蒸汽，且所述蒸汽发生器的蒸汽出口与所述蒸汽入口相连。

4.根据权利要求3所述的用于粉煤快速热解和气化的系统，其特征在于，进一步包括：

蒸汽预热器，所述蒸汽预热器设置在所述旋风除尘器和所述蒸汽发生器之间，所述蒸汽预热器适于利用所述粗煤气的热能对通入所述气化炉之前的蒸汽进行预热。

5.根据权利要求4所述的用于粉煤快速热解和气化的系统，其特征在于，进一步包括：

所述蒸汽发生器的蒸汽出口与所述干燥装置相连，对粉煤进行间接外热式干燥；

所述旋风除尘器和所述布袋除尘器的排尘口与所述气化炉相连。